大裤衩、鸟巢、巨蛋……美哉?丑哉?| 李海(858)

     

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(总第858期)

大裤衩、鸟巢、巨蛋……美哉?丑哉?

——一个机械学人浅议公共建筑设计中的谬弊

文/李海

      叉腿歪头的央视大裤衩

  坐落在东三环的央视玻璃大楼是新世纪的产物,由于它造型怪异,人们给起了个“大裤衩”的龊号,也有叫“大鸡腿”,更有甚者引据欧洲某书说主配楼组合含有色情的含意,这就更离谱了。总之,从未听到赞扬之声,全是质疑和贬意之词。

  之所以如此,说明从百姓到专家心中有一个原则标准;那就是央视是党和国家的喉舌,是全国媒体的引领者。它的建筑形象应该是稳健大方,庄重而明快,作为电视标志的天线塔造型现代直指蓝天;与首都其他国家级建筑协调匹配;这些在大裤衩上全无体现。打个比方,就好像一个位高权重的人,却在那里叉开两腿歪着脑袋向公众大喊大叫,公众会尊重他吗?看来,央视内外形象都不能让人民满意。

  我们的重点是讨论央视的建筑,它的问题主要有以下几点:

  1.建筑总的结构佈局挑战静力平衡的基本力学原理

  大裤衩的主体结构是两条前倾的直腿式高层楼体及在其顶部用一大体量的直角形外悬式楼体连接,给人的视觉就是一个“悬“字。实际上也确实如此;这一结构的荒谬之处在于它公然挑战静力平衡的基本力学原理,建筑主体重心外移,人为地造成一种不稳定状态。其实质是为了追求外形的怪异而公然与科学作对;设计者的指导思想有主观唯心主义倾向。当然也反映出审批和决策者者浮躁无知。这种大体量前倾和外悬结构使大楼的结构力学状况严重恶化,对此单独论述。

  2.结构应力复杂化—严重恶化

  按我的理解,巨型建筑的载荷主要是它的自重和固定设备产生的垂直压力(然后再考虑水平方向的风压及灾害等载荷),这种压力载荷应该力求均匀地分布在所有的支撑构件并与其他方向构件及载荷综合形成均衡合理的复杂应力状态。但是大裤衩的设计,把这一要求给破坏了。使偏向外悬一侧的支撑立柱压力载荷大幅度增加,而背向外悬一侧的立柱反而增加了拉力载荷;使压力大幅度变小。这造成同一水平截面的应力分配不均,无论对结构设计或建筑的长寿稳定都是极其不利的。为了迁就应力大的部分,其他部分在材料上将造成很大浪费。

  为了解决重心外移问题,必然要在外悬的反方向的基础部分加设配重建筑元素,这进一步加大了材料的浪费。而且,立柱根部拐角处的应力状况恶化。我真怀疑这位大建造师的工程力学基础水平!?

  我这里不是说在建筑上不可以采用外悬结构;人民大会堂万人礼堂的二和三楼层就是悬在人的头上看不到柱子支撑,但它是用一组双支樑的外伸端托起(或说挑起)整个楼层;而在它背后双支樑主体以自己的强大自重和前厅建筑的更多载荷平衡了外伸端的力矩,整个建筑保持了高度稳定,与大裤衩的外悬根本不是一回事。

  3.整体倾斜的楼体与人们正常直立活动的矛盾

  作为建筑使用者主体的人不可能迁就倾斜的生活工作空间,他仍然要直立活动;电梯运行轨道要垂直,设备要垂直,内部隔墙等构造要垂直。这就和建筑的主体结构发生矛盾,造成设计上的困难和许多不合理的迁就性连接及遐疵。

  4.前倾的玻璃幕墙脱落危险度增加,清洗难度加大。整个建筑应对地震灾害能力很差。

 5.无法合理有效设置天线设备,其标志性特色大为降低。

  碰巧的是,大裤衩火灾刚复几年,其不远处就建起新的北京电视台大楼,设计理念—功能结构—外观形象均超央视,形成强烈对比,大裤衩成了反面教材,真让人遗憾不止!

    怪诞的大笼子——鸟巢

  北京奥运会主体育场“鸟巢”从设计到完工使用,被吹的神乎其神,然而随着时光流逝,成千上万参观者(包括本人)审视,并未留下什么科学的“高度评价”,觉得造型虽属一时新颖但其内部结构的综合适用性和舒适度非常一般,印象最深的是这个笼子实在过于庞大和浪费,可又有什么用呢?

  工业设计最重要的目标原则是外观和功能的有机统一,万人大型体育场的比赛和观赏功能决定了它的造型基本上是浴盆的造型架构。中国人在“盆”上有很丰富的造型经验,在工艺上又有木盆—磁盆—金属盆之分,盆的环形外立面可以有很宽的想象空间,有丰富的民族造型元素可供选择。在中国“盆”还有聚宝盆之说,也正好符合人民期盼国富民强之心愿。我还联想到中国特有的“元宝”,它的外立面完全适合盆的造型,按照统一与变化的原则;以金黄色为主调的加以重点修饰加周期性变化的巨型环形建筑该是多么豪放和富贵。但却被某个西方建筑师一个怪诞的鸟巢创意给挤掉了,框死了;鸟巢喻义什么?顶多就是世界各国的鸟儿飞来参赛吧,可“巢”的自然功能是休息之所,总之喻义很窄且牵强,没有反映中国人的核心愿望。

  由于鸟巢的外立面只能是杂乱的无规律树枝状造型,这就和环状建筑的功能形成很大的矛盾。结果只能是做一个鸟笼的外壳套在盆状建筑的外面。体育场馆的环状建筑是有巨大建筑容积的阶梯状多层建筑,它包含了体育比赛管理-训练-教学-准备-休闲-接待-公共体育事业运营等好多功能,是珍贵的公共体育财富。鸟巢笼子一套,可把里边的建筑给毁了,我看到这个巨大的环形建筑被密集的杂乱阴影所覆盖,无法展示自己的宏伟,环境阴冷,连楼梯都外露笨拙,整体帔以中国红色调,我从馆的北门进去感到四面冷风嗖嗖,门廊简陋,地面石板粗糟,与我心中的大气-豪放-精致等要求形成很大的反差。

  也更由于鸟巢的外立面是杂乱无章的造型,它就无法适应环状建筑的结构与力学要求,被它套住的建筑只得另起炉灶,单搞一个内衣式的巨型场馆设计再被迫搞一点与外套的连接,真是太委屈它了。也太不近情理和浪费了。

  还是由于鸟巢的杂乱无章的造型,造成它无法遵循建筑结构力学和材料力学的科学规范,起关键支撑作用的垂直方向杆柱(它的侧视为外倾上弯)无法按规律设置,水平方向不能正式连接,只有采用大量倾斜度各异的杆件连接,这就造成了应力分布的极大不均,产生许多无用的冗杆,反倒成为建筑载荷的负担。至于给设计和制造安装造成的困难就更无法计算了。

  附带说一下鸟巢的火炬设计;奥运火炬是奥运的象征,它含有神圣的对人类体育崇拜和鼓舞意义,历来的奥运会都设有庄严高峻的火炬塔并与主场馆相互衬托。但在鸟巢这成了难题,火炬怎么能与鸟巢和谐匹配呢?于是庄严的奥运火炬就变成了挂在馆内屋缘上的一个蜡烛,充其量不过照明而已。火炬设计成卷纸样,平日放倒在屋顶上,没有任何造型展示意义,当时被媒体大势赞扬,实际背离了奥运火炬的原旨意。

  综上所述,鸟巢在设计上谬误甚多,决策上显得浮躁,文物历史价值一般,没有表现出中国人民的传统文化和富强崛起的宏愿,只有一时的新奇(或猎奇)效果,总体上不是一个好的设计。

    半椭球形巨蛋的国家大剧院

  国家大剧院是国家最高的艺术殿堂,像我们这样的大国,它应该是非常庄重,高大,充满民族文化元素和豪华的让人仰望和欣赏不已的艺术性公共建筑;试问巨蛋给你这个感觉了吗?巨蛋连国家大剧院这一响亮的标牌都没处悬挂,只能放路边人行道旁下沉入口与地面平齐的很不显眼的地方,这是国家级标识的正常安放位置吗?

  与鸟巢思路一样,巨蛋也是给国家剧院罩了一个玻璃外壳,它比鸟巢强的地方是采光好一些,同时它的外壳支撑钢架结构按几何规律均匀分布,多数构件相同且重复,为设计和制作提供了方便有利的条件。但是因为有了这个超现代化的外壳,里面的三个剧场的外观造型设计就很难有施展的余地了,只能按功能设置,造型一般。整个壳内的空间利用被弄得很乱,多处的自动滚梯给人的感觉像是进入购物城的迷宫,艺术的整体感被削弱了。

  巨蛋造型如果用在某个现代商业城市,未尝不可;但用于首都国家大剧院显然不合适。而且巨蛋与悉尼歌剧院的夸张而浪漫的造型效果无法相比,想象空间十分有限。当时国内多家知名设计院和大学提供了具有世界建筑艺术视野和溶合民族文化元素的方案,都被这个巨蛋给挤掉了。

  巨蛋造型与天安门和长安街的古都风格很不谐调,有人老拿法国卢浮宫前新加的由贝律铭设计的玻璃金字塔来辩护,试问这个小的玻璃塔取代卢浮宫的艺术建筑主体了吗?它增加原有建筑艺术的美感了吗?没有!中国人民只是宽容和无奈地接受了巨蛋存在的现实。

    戴椎体红帽子的上海世博会中国馆

  奥运会数年后的上海世博会又一次带给中国人民巨大的荣耀和机遇,但作为主办国自己的展馆却不尽如人意。整个馆的造型显得粗笨单调,加以整体涂成深中国红又缺乏装饰元素的调节和变化,与南方明快的绿色环境和现代展览主题很不谐调。

  展馆的形体构成是巨大的方形柱体上方顶着一个倒四棱锥体大帽子,四棱锥面似仿古建筑的斗拱样做成阶梯形但没有斗拱的支撑感和装饰感。我觉得,设计者是在建筑的民族性和现代性的简洁特征矛盾中挣扎着,而未能找到合适的答案。

  对于展馆内部的设计,本文就不加议论了。

    穿西服戴瓜皮小帽的北京西客站

  作为59年共和国十年大庆北京十大建筑的北京站建成使用二十多年后;开工建设的北京西客站,人们对他寄予厚望。

  西客站确实增加了一些现代设计成分,如汽车直上二楼大厅的弧形弯道,宽大的多功能地下厅与出租车登车站,预留的地铁连站空间,更易于快速疏散到站旅客的东西双出口,还有站前东西向马路的地下快速通道都是优于北京站的地方。但是人们还是觉得它远不如北京站庄严漂亮,而且站前总是那么零乱没有一个成形的广场。

  为什么?是西客站最重要的正立面及环境设计不理想。

  西客站站楼主体没有采用北京站的对称式建筑,其向西延伸部分拉的很长,加上主立面设计缺少大的通窗和艺术装饰,颜色暗淡,与当时的一般老式写字楼没有明显的区别(事实上,居然在站楼内设计了车站旅馆),人们就觉得它不像车站了。

  西客站设计最大的败笔是它顶部的空中悬阁(亭),可能设计者自己感到诺大的火车站顶部太过平庸,没有特色和标饰,于是就在顶部临空通道的上方架起了一个有古建特色的钢铁亭子。这个亭子形体巨大位置孤独单薄,其下方留出一个巨大的风洞,任凭北方冷风吹袭。但却没有任何有用的功能,其结构连个时钟都不宜装设。形象点说,就像一个身穿不太规范西服的土豪头上戴着一顶瓜皮小帽,显得不伦不类。这里,读者请原谅评者的苛刻。

    没有更奇只有更怪的建筑

  为了克服城市建筑上的单调简陋,更好地适应人们的生活质量和情趣,建筑师和建设者作了很大的努力,成绩巨大。但也搞出了一些奇异的建筑,举例如下:

  1.    龙头大厦

  与奥运中心建设同时,在它的西侧隔一条马路由北向南建起了一组条形大楼,是配套的高档酒店,名称“盘古大观”。在楼的最南端顶部突然用与楼同样的宽度以曲线轮廓形式向上延伸形成了一段曲线形高层楼体,显得十分怪异和突出。起初我以为它像征奥运圣火冉冉向上,可又觉不像,经人启发方知是龙头造型,但没有龙头威猛强悍锋锐的特征,显得圆润温和,龙脸的两侧设巨型屏幕,播放各种文宣广告。这个设计喻义(先不说该喻义是否必要)的效果没有达到,周围群众对这一笨重的龙头并无好感,反倒对巨型广告没日没夜播放产生的光污染意见不少。再看一下曲线楼面的施工难度和建筑容积率的低下,真有得不偿失之感。

  2.    大曲面写字楼

  在国内超大城市,出现了一些大曲面写字楼,曲面的随意性很大,我怀疑它是否有足够的科学论证依据。有的看上去像窝头样的玻璃山丘,有的仿生怪异。总的特点是;玻璃外墙全覆盖,采光可以,建筑容积率低,边角面积难以有效使用。大量的尺寸各异的弯曲构件和玻璃配件设计量大,施工和维修困难,建筑成本加大而实际效果有限,与标准化渐行渐远。我认为,除了个别有特殊意义的艺术性建筑,不可轻易采用大曲面方案。

  3.    枣核形,倒玉米,铜钱形大楼

  据说在国内某些二线城市,出现了竖立枣核形,倒立玉米棒形及铜钱形(孔方兄)高楼,增加了城市建筑活跃气氛。前两种都是旋转体,造型不算复杂。而立放的铜钱形高楼则形体单薄;与地面接触面小。它们总的特点是头重脚轻,稳定性差,虽然形体对称重心在基面居中,但经受不住地震的摇晃和巨风的侧压力,整体稳定性很差。为了解决这个问题,必须强化与地基处的连接,增加它的抗弯性能。尽管如此,仍然违反了大型建筑的稳定性严格要求,在视觉心理上和事实上产生不安全感,是一种冒险的设计,不宜复制采用。

建筑设计中的佼佼者

  本文重点讨论了建筑设计中的毛病,但广大建筑设计者的优秀成果和业绩足笔者也是肯定的,可以说优质设计不胜枚举。

  就在奥运中心区内;下沉式地下街的整体设计很突出,在地面以上,人们饱览现代体育建筑的宏伟之余,一不留神之间就走入了一个精致的下沉世界,那里有模拟四合院的优雅环境,廻廊和小溪,表现北京文化的鼓阵和护卫北京的铁骑铜雕,这种空间安排和时差意境的设计创意绝佳,让人流连忘返。

  还有奥运公园南面新建的观览塔,打破了一般塔形建筑的传统格式,用现代材料制成大小并靠挺拔的主杆,上方在不同高度托出几个大小不一的观览台(厅),就像站立的少女手托花盘迎接四方来客。同时不同高度的平台设置,也为将来开展高台跳伞运动提供了绝好的条件,体育功能和游览观赏完美结合。

  还有北京南站打破了以往车站的设计理念,采用以人为本的现代化设计,充分发挥现代建筑材料的优势,造成了宏伟-明快-方便-快捷的站房空间,与中国高铁的发展形成了完整和谐的配套建筑,真是中国工程师的荣耀。

  中国的优秀建筑设计,不胜枚举,作者眼见有限,就不一一列举了。

  本文到此,算是告一段落。文中如有不准确甚至伤及某些个人——群体——行业的地方,希望大家能就事论事,以国家事业为重,郑重思考,宽容而自由地研讨,把今后的工作做得更好。

 作者手记:

  笔者上大学的专业是轧钢,但一生工作的主业却是“画法几何与机械制图“的教学。八十年代以后,这个学科的内涵和范围进一步拓宽,就统称“工程图学“。80年代中期,工业美学-造型设计的学术活动迅速启动和展开,

    笔者以工程图学会会员和高校教师身份积极参加了这一工作,并先后发表了《关于重型机械造型设计的探讨》和《论黑色冶金工业中的技术美学问题》在一级专业刊物“重型机械”和“钢铁”刊载。对这两个传统上忽视造型和美学的工业领域起到了一点呼唤和推动作用。

我退休以后,对工业美学的注意力不减,对耳闻目睹的诸多现象及散评都刻记在心。反复思考,觉得应该以:诚心为国,秉公议评,不迷信权威,不护短守成,科学分析为据,不搞门户论争,实话实说,务实求真,列数经验教训以利今后健康发展为基点,提出自己的看法意见,于是就有了上面这篇文章。——李海

(原标题为《一个机械学人浅议公共建筑设计中的谬弊》,本文发表时略有删节)

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